6

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Lapisan Tanah Dasar Jalan

2.1.1 Pengertian Tanah Dasar

Lapisan tanah dasar merupakan hal yang sangat penting dari

konstruksi jalan, yaitu untuk mendukung lapisan pondasi bawah, lapisan

pondasi atas, lapisan permukaan, atau yang mendukung perkerasan. Lapisan

pondasi bawah adalah lapisan tanah yang berfungsi sebagai tempat perletakan

lapisan perkerasan dan mendukung konstruksi perkerasan jalan di atasnya.

Dapat dikatakan bahwa lapisan tanah dasar yang berfungsi sebagai penahan

dan yang mendukung seluruh konstruksi jalan, serta beban lain yang melintas

di atasnya.

Tanah dasar sebagai pondasi perkerasan di samping harus mempunyai

kekuatan atau daya dukung terhadap beban kendaraan, tanah dasar juga harus

mempunyai stabilitas volume akibat pengaruh lingkungan terutama air. Tanah

dasar yang mempunyai kekuatan dan stabilitas volume yang rendah akan

mengakibatkan perkerasan mudah mengalami deformasi dan retak. Dengan

demikian perkerasan yang dibangun pada tanah dasar yang lemah dan mudah

dipengaruhi lingkungan akan mempunyai umur pelayanan yang pendek dan

jika suatu jalan dibangun pada tanah dasar yang baik maka umur dari jalan

tersebut akan lama atau mempunyai pelayanan yang lama.

Kekuatan serta keawetan jalan raya sangat tergantung pada kestabilan

tanah dasar, yaitu memiliki stabilitas dan daya dukung tanah yang optimal

7

serta tahan akan pengaruh cuaca yang berubah-ubah. Di samping dari fungsi

tanah dasar adalah bahan yang berfungsi sebagai penahan dan pendukung

beban yang timbul diatasnya, tanah dasar juga dapat dijadikan sebagai

penentu mahal tidaknya pembangunan jalan. Hal itu disebabkan kekuatan

danah dasar menentukan tebal tipisnya lapisan perkerasan di atasnya.

2.1.2 Tanah Sebagai Bahan Material Tanah Dasar Jalan Raya

Tanah sebagai bahan material terdiri dari agregat mineral-mineral

padat yang tidak terikat secara kimia antara satu sama lain dari bahan-bahan

organik yang telah melapuk yang berpartikel padat disertai dengan zat cair

dan gas yang mengisi ruang-ruang kosong diantara partikel-partikel padat

tersebut.

Tanah dasar merupakan material tanah yang dipadatkan sebagai tanah

dasar dari suatu perkerasan jalan. Tanah dasar meliputi seluruh bagian dari

pada jalan. Tanah dasar pada umumnya terdiri dari material permukaan

tanah asli itu sendiri, air dan udara.

Berdasarkan letak tofografi dan design aligment vertikal dari suatu

rencana jalan, tanah dasar dapat dibedakan menurut keduduknya yang akan

menentukan cara-cara pekerjaan tanah dasar. Uraian pekerjaan yang

dimaksud adalah sebagai berikut:

1. Lapisan tanah galian sebagai tanah dasar

2. Lapisan tanah timbunan sebagai tanah dasar

(sumber: Silvia Sukirman, 1992)

Suatu perencanaan konstruksi pekerjaan jalan raya sangat dipengaruhi

oleh keadaan atau sifat-sifat dari tanah dasar misalnya, kekuatan dari tanah

8

tersebut, kepadatan dan saluran pengeringan (drainase). Tanah sebagai bahan

material tanah dasar memiliki sifat-sifat fisik dan kekuatan (daya dukung)

yang berbeda-beda, sehingga dalam pekerjaan tanah dasar sering ditemukan

masalah-masalah selama pekerjaan.

Masalah-masalah yang dihadapi dalam tanah dasar merupakan

masalah yang sudah umum dijumpai selama proses pekerjaannya. Adapun

masalah-masalah yang sering dijumpai pada pekerjaan tanah dasar (Silvia

Sukirman, 1992) adalah sebagai berikut.

1. Perubahan bentuk tetap, yaitu perubahan bentuk akibat beban lalu

lintas. Perubahan bentuk yang besar akan mengakibatkan jalan

tersebut rusak.

2. Sifat mengambang dan menyusut dari tanah, yaitu perubahan yang

terjadi akibat perubahan kadar air yang didukung tanah tersebut.

3. Perubahan bentuk karena daya dukung tanah yang tidak merata

dan sukar ditentukan secara pasti pada daerah dan macam tanah

yang mempunyai sifat dan kedudukan yang berbeda.

4. Perubahan bentuk akibat terjadinya lendutan dan pengembangan

kenyal yang besar selama dan sesudah pembebanan lalu lintas dari

macam tanah tertentu.

5. Perubahan bentuk akibat dilakukannya tambahan pemadatan,

karena terjadinya penurunan oleh beban tanah dasar tidak

dipadatkan secara baik, dimana daya dukung tidak optimal.

Untuk memperkecil terjadinya masalah yang menyangkut tanah dasar

seperti masalah-masalah di atas, maka langkah yang harus dilakukan adalah

9

melakukan pekerjaan tanah dasar sesuai dengan peraturan pelaksanaan

pembangunan jalan raya yang berlaku. Peratuaran pelaksanaan yang

menyangkut penyelidikan lokasi mengenai faktor kadar air tanah, material

tanah, keadaan dan klasifikasi tanah dan sifat penting tanah serta daya

dukung tanah.

Tanah yang kurang memenuhi persyaratan untuk dijadikan sebagai

lapisan tanah dasar, maka hal perlu dilakukan untuk meningkakatkan daya

dukung tanah tersebut adalah dengan melakukan perombakan terhadap tanah

tersebut. Adapun cara yang dilakukan untuk meningkatkan daya dukung

tanah tersebut (Silvia Sukirman, 1992)dengan cara:

1. Cara dinamis, yaitu perbaikan tanah dasar dengan menggunakan

alat-alat berat seperti compector yang dilengkapi dengan alat

penggetar untuk pekerjaan pemadatan.

2. Memperbaiki gradasi yang ada, yaitu dengan cara menambah

fraksi yang kurang kemudian dicampur dan dipadatkan.

3. Dengan stabilitas kimia, yaitu menstabilitaskan lapisan tanah

dasar dengan bahan-bahan kimia seperti semen portland, kapur,

dan bahan kimia lainnya.

4. Membongkar dan mengganti, langkah ini dilaksanakan apabila

tanah dasarnya sangat jelek dan mengganti tanah aslinya dengan

material yang lebih baik, berkualitas tinggi, dan mempunyai daya

dukung yang optimal.

10

2.1.3 Stabilitas Tanah

Stabilitas tanah merupakan kemampuaan tanah dasar untuk menerima

atau memikul beban yang bekerja di atasnya yang disebut daya dukung tanah

dasar (L.A Sitangggang 2004). Di lapangan akan banyak ditemukan bahwa

tidak semua tanah dasar dasar memiliki daya dukung yang baik, oleh karena

itu harus diadakan perbaikan karekteristik tanah tersebut dengan cara

perbaikan stabilitas dengan bahan-bahan kimia dan juga dengan cara

pemadatan dengan mekanis.

Dengan memperhatikan dilapangan bahwa kebanyakan tanah

memiliki daya dukung yang rendah, maka ada beberapa cara atau teknik

perbaikan tanah yang dapat dilakukan untuk mengatasi hal tersebut. Adapun

cara atau teknik yang dapat dilakukan dilapangan sesuai dengan keadaan

tanah dilapangan adalah sebagai berikut:

1. Peningkatan Stabilitas Tanah Dasar Dengan Pemadatan

Menurut dari pengertian pemadatan tanah bahwa pemadatan tanah itu

adalah proses yang dilakukan terhadap tanah untuk meningkatkan volume

tanah, meningkatkan daya dukung tanah (Braja M Das 1998). Sehingga

dapat dikatakan bahwa peningkatan stabilitas tanah dasar dengan cara

pemadatan adalah bertujuan untuk memperbaiki karekteristik mekanis tanah

yaitu memperkecil pori-pori tanah serta mengeluarkan air yang terkandung di

dalam tanah tersebut. Energi pemadatan yang dibutuhkan di lapangan

diperoleh dari mesin gilas. Dengan cara ini maka gaya geser tanah atau

permaebilitas tanah akan turun. Hasil yang dapat diperolah dengan cara

pemadatan adalah sebagsi berikut (Braja M Das 1998):

11

a. Pengurangan penurunan tanah (subsidensi) akibat gerakan-gerakan

vertikal di dalam masa tanah sendiri, akibat berkurangnya angka

pori tanah

b. Keawetan daya dukung tanah optimal

c. Berkurangnya volume akibat berkurangnya kadar air dari nilai

patokan pada saat pengeringan.

1.1 Perbaikan Stabilitas Dengan penyesuaian Dengan Gradasi

Gradasi adalah pemberian jumlah butiran masing-masing dari suatu

masa tanah, makin besar jumlah butir didalam tanah dengan ukuran yang

sama (misalnya mencapai 75%), maka tanah itu dinamakan bergradasi baik

dan merata.Gradasi atau distribusi partikel-partikel berdasarkan ukuran

agregat merupakan hal yang penting dalam menentukan stabilitas

perkerasan. Perbaikan dengan cara ini dilakukan apabila tanah asli tidak

memenuhi persyaratan distribusi yang ditentukan, hal ini dapat diketahui

dengan mengadakan evaluasi test laboraturium dapat diketahui ukuran butir

dan jumlah tanah yang harus ditambah mencapai distribusi yang baik.

Perbaikan gradasi yaitu perbaikan stabilitas tanah dengan cara

mencampur tanah asli yang bergradasi kurang baik dengan tanah yang

mempunyai ukuran butiran tertentu, hingga diperoleh gradasi yang baik.

Distribusi gradasi tanah ditentukan pemakaiannya pada konstruksi, jika

distribusi perbutiran tanah cukup baik, maka ruang kosong diantara butiran-

butiran yang akan di isi oleh gradasi dengan butiran yang lebih kecil,

sehingga ruang kosong yang mungkin timbul yang mengakibatkan

permaebilitas semakin kecil atau mungkin akan bersifat kedap air. Tanah

12

yang baik sebagai pendukung ataupun bahan konstruksi perkerasan jalan

adalah permaebilitas sangat kecil, karena infiltrasi ini dapat mempermudah

pergeseran bidang kontak antara butir-butir tanah dan air bersifat sebagai

pelumas. Tanah yang memikul campuran gradasi yang baik dan dapat

dipadatkan sampai suatu kepadatan yang tinggi dan stabil, dalam

prakteknya dapat diperkirakan distribusi gradasi sebagai berikut:

𝑃 = 100 𝑑

𝐷 0,45

(Braja M Das, 1998)

Dimana : P = presentase berat butiran yang lebih kecil dari

suatu ukuran butir sembarang d (%)

d = ukuran butir sembarang (mm)

D = ukuran maksimum dari bahan (mm)

1.2 Perbaikan Stabilitas Tanah Dengan Kapur Atau Semen

Stabilitas dengan kapur dilakukan untuk tanah kohesif atau jenis tanah

yang mempunyai kadar lempung yang tinggi, karena tanah dengan kadar

lempung tinggi memiliki indeks plastisitas (IP) yang tinggi dan kadar ini akan

baik untuk material jalan. Tujuan utama dari stabilitas dengan tanah kapur

adalah untuk mereduksi harga IP yang baik untuk perkerasan adalah di bawah

10% dengan nilai liquid limid (LL) kurang dari 30% untuk material yang

lolos saringan no 40. Selain untuk mereduksi harga IP, reaksi peningkatan

antara kapur dan silika atau alumunium bebas yang terdapat pada tanah

lempung akan menghasilkan perbaikan daya dukung dan stabilitas tanah asli.

13

Untuk tanah berpasir dan berkerikil serta mengandung sedikit tanah yang

berbutir-butir akan digunakan bahan stabilitas semen, maka perlu diselidiki

tentang kadar air, dan konsistensi tanah yang akan distabilitas.

2. Membongkar dan Mengganti Material Tanah

Membongkar dan mengganti yaitu memperbaiki stabilitas tanah

dengan cara membongkar atau mengganti tanah yang berasal dari daerah lain

yang mempunyai karekteristik yang lebih baik dari pada kondisi tanah pada

lokasi pembangunan jalan.

a. Sifat-sifat Tanah

Tanah mempunyai sifat struktur yang bermacam-macam, hal itu

disebabkan karena tanah mempunyai banyak sifat-sifat fisis yang berbeda.

Sifat-sifat fisis meliputi berat isi, angka pori, nilai sudut geser, dan berat

volume. Berat isi adalah berat tanah termasuk air dan udara dengan volume

total. Sudut geser terbentuk akibat dari gerak antara butiran-butiran tanah.

Berat volume adalah berat volume butiran tanah termasuk udara, dengan

volume total tanah. Dalam merencanakan pembangunan suatu proyek ada

baiknya dilakukan survey di lapangan untuk mempelajari sifat-sifat tanah

pada lokasi yang akan dijadikan area proyek. Hal ini penting mengingat tanah

mempunyai sifat-sifat yang berbeda pada tempat tertentu disuatu lokasi

tertentu dan dari hasil survey lapangan dapatlah kita simpulkan apakah pada

lokasi tersebut layak dilaksanakan bangunan jalan raya misalnya, atau

landasan pacu, pabrik, dan bangunan-bangunan lainnya.

Secara umum dari hasil survey lapangan dan test laboraturium tanah

memiliki sifat-sifat sebagai berikut (Braja M Das, 1998) :

14

b. Permaebilitas tanah

c. Kemampuan dan konsuliditas tanah

d. Kekutan tegangan geser tanah.

e. Klasifikasi Tanah

Klasifikasi tanah adalah cara untuk menentukan jenis tanah

sehigga diperoleh gambaran sepintas tentang sifat-sifat tanah (Ir.

Shirley LH, 1987). Klasifikasi tanah berfungsi untuk

mengetahui jenis dan sifat masing-masing tanah, kepadatan serta

kadar airnya yang bertujuan untuk mempermudah perkiraan dan

daya dukung tanah dasar dan pengerjaannya.

Secara umum tanah dapat diklasifikasikan menjadi 2, yaitu tanah

kohesif dan tanah tanah tidak kohesif (granular). Sifat-sifat tanah kohesif

adalah sebagai berikut :

i. Jika butir-butir tanah pada pembasahan dan pengeringan akan

menyusun butir-butir tanah tersebut satu sama lain, sehingga diperlukan

gaya untuk memisahkan dalam keadaan kering.

ii. Berdasarkan satu keadaan analsis makanis, maka yang dimaksud

dengan tanah non kohesif adalah bila butir-butir tanah akan terpisah-

pisah sesudah dikeringkan, butir-butir tersebut hanya bersatu kembali

jika dalam keadaan basah karena pengaruh gaya tarik permukaan

didalam air.

Berdasarkan ukuran-ukuran butirannya, maka tanah dapat dibagi

menjadi 4 jenis (L.A Sitanggang, 2004), yaitu:

1. Tanah yang berbutir kasar (2 mm)

15

2. Tanah berbutir sedang (2 – 0,075 mm)

3. Tanah berbutir halus (0,075 – 0,005 mm)

4. Tanah lempung (<0,005 mm)

Pembagian jenis tanah ini umumnya digunakan untuk bahan-bahan

yang non kohesif seperti pasir kasar, pasir sedang, kerikil, dan tidak berlaku

bahan-bahan yang kohesif.

Untuk menentukan sesuai tidaknya suatu tanah untuk bahan-bahan

konstruksi, maka perlu dibentuk suatu klasifikasi tanah yang lebih lengkap

dan mendetail, mengingat klasifikasi tanah diatas bersifat umum, dimana

mungkin terjadi klasifikasi yang sama untuk tanah-tanah yang hampir

bersamaan.

Adapun sistem klasifikasi yang resmi dipakai adalah :

a. Sistem klasifikasi tanah AASTHO (American Association of State

Highway and Transportation Officials).

b. Sistem klasifikasi tanah USCS (Unified Soil Classification

System).

a. Sistem Klasifikasi Tanah AASTHO

Dengan sistem klasifikasi tanah AASTHO, tanah dapat didefenisikan

menjadi tujuh kelompok, yaitu A-1 sampai A-7. Dimana kelompok tanah A-1

sampai A-3 adalah tanah berbutir dengan tidak lebih dari 35% bahan lewat

saringan no 200. Kelompok tanah A-1 terdiri dari campuran kerikil, pasir

kasar, pasir halus yang bergradasi cukup baik dan bahan pengikat yang

mempunyai plastisitas yang sangat rendah. Kelompok A-1 terdiri dari sub

kelompok yaitu A-1a dan A-1b.

16

Sub kelompok A-1a mengandung kerikil yang cukup banyak dan

merupakan bahan yang bergradasi yang baik, sedangkan sub kelompok A-1b

terdiri dari pasir serta mempunyai nilai plastisitas (PI) <6. Kelompok A-2

merupakan bahan berbutir dengan jumlah bahan yang lewat saringan no 200

tidak lebih dari 35%. Tanah A-3 merupakan campuran pasir halus yang

mempunyai ukuran relatif seragam dan serupa campuran pasir halus

bergradasi kurang baik dengan sebagian kecil terdiri dari bahan pasir kasar

dan kerikil serta merupakan bahan yang tidak plastis.

Tanah A-4 sampai A-7 dianggap tanah berbutir halus dan semuanya

mempunyai bahan yang lewat saringan no 200 minimum 36%. Kelompok A-

7 masih dibagi atas sub kelompok yaitu A-7-5 dimana PI < (LL-30) dan sub

kelompok A-7-6 bila PI > (LL-30).

b. Sistem Klasifikasi Tanah USCS (Unified Soil Classification System)

Dalam sistem ini, tanah-tanah lewat notasi (simbol) kelompok yang

terdiri dari sebuah prefiks dan sebuah sufiks. Prefiks berfungsi untuk

menunjukkan jenis tanah utama dan sufiks menunjukkan sub divisi didalam

kelompok-kelompok sebagai berikut.

17

Tabel 2.1 Sistem klasifikasi tanah (sumber, USCS)

Jenis Tanah Prefiks Sub Kelompok Sufiks

Kerikil G Gradasi baik W

Pasir S Gradasi buruk P

Gradasi seragam U

Berlanau M

Lanau M

Lempung C LL 50% L

Organis O LL 50% H

Gambut P

Keterangan :

G = kerikil (Gravel)

S = Pasir (Sand)

M = Lanau (Silt/Moam)

C = Lempung (Clay)

W = Bergradasi baik (Well Graded)

P = Bergradasi buruk (Poor Graded)

U = Bergradasi seragam (Uniform Graded)

L = Plastisitas rendah (Low Liquid Limit)

H = Plastisitas tinggi (High Liquid Limit)

O = Organik (Organic)

Dari tabel diatas, sistem tanah USCS memberikan defenisi sebagai

berikut :

18

a. Berbutir kasar, apabila lebih dari 50% tertahan pada saringan

no 200

b. Berbutir halus apabila lebih dari 50% lolos saringan no 200.

Klasifikasi tanah berbutir kasar adalah :

a. Kerikil, apabila fraksi kasar yang tertahan pada saringan no 4

lebih dari 50%

b. Pasir, apabila fraksi saringan yang lolos melalui saringan no

4.

Sistem klasifikasi tanah USCS ini merupakan sistem yang paling

banyak digunakan untuk pekerjaan Teknik Sipil, misalnya pekerjaan teknik

pondasi, saluran pondasi, dan landasan.

2.2. Jenis Lapisan Tanah

2.2.1 Lapisan Permukaan (Surface course)

Lapisan Permukaan (surface course) disebut lapisan permukaan.

Fungsi Lapisan permukaan adalah (Silvia Sukirman, 1992):

1. Lapisan permukaan penahan beban roda, lapisan mempunyai

stabilitas tinggi untuk menahan beban roda selama masa pelayanan.

2. Lapisan kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak

meresap ke lapisan di bawahnya dan melemahkan lapisan-lapisan

tersebut.

3. Lapisan aus (wearing course), lapisan yang langsung menderita atau

mengalami gesekan akibat rem kendaraan sehingga mudah menjadi

aus.

19

4. Lapisan yang menyebarkan beban ke lapisan bawah, sehingga dapat

dipikul oleh lapisan lain yang mempunyai daya dukung yang lebih

jelek.

2.2.2 Lapisan Pondasi Atas (Base Course)

Lapisan perkerasan yang terletak diantara lapisan pondasi bawah dan

lapisan permukaan dinamakan lapisan pondasi atas (base course). Fungsi

lapisan pondasi atas antara lain (Silvia Sukirman, 1992):

1. Bagian perkerasan yang menahan gaya lintang dari beban roda dan

menyebarkan beban ke lapisan di bawahnya.

2. Lapisan peresapan untuk lapisan pondasi bawah.

3. Bantalan lapisan terhadap lapisan permukaan.

Material yang digunakan untuk lapisan pondasi atas adalah material

yang cukup kuat. Untuk lapisan pondasi atas tanpa bahan pengikat umumnya

menggunakan material dengan CBR >50% dan plastisitas indeks (IP) <4%.

Bahan-bahan alam seperti batu pecah, kerikil pecah, stabilitas tanah dengan

semen dan kapur digunakan sebagai lapisan pondasi atas.

2.2.3 Lapisan Pondasi Bawah (Subbase Course)

Lapisan perkerasan yang terletak antara lapisan pondasi atas dan tanah

dasar dinamakan lapisan pondasi bawah (subbase). Lapisan pondasi bawah

ini berfungsi (Silvia Sukirman, 1992):

1. Bagian dari konstruksi perkerasan untuk menyebarkan beban roda

ketanah dasar. Lapisan ini harus cukup kuat, mempunyai CBR 20%

dan IP ≤ 10%.

20

2. Efesiensi penggunaan material. Material pondasi bawah relatif

murah dibandingkan lapisan perkerasan diatasnya.

3. Mengurangi tebal lapisan diatasnya yang lebih mahal.

4. Lapis peserapan, agar air tanah tidak berkumpul dilapisan pondasi.

5. Lapisan pertama, agar pekerjaan dapat berjalan lancar. Hal ini

sehubungan dengan kondisi lapangan yang memaksa harus segera

menutup tanah dasar dari pengaruh cuaca, atau lemahnya daya

dukung tanah dasar menahan roda-roda alat besar.

6. Lapisan untuk mencegah partikel-partikel halus dari tanah dasar

naik kelapisan pondasi atas.

2.2.4 Lapisan Tanah Dasar (subgrade)

Lapisan tanah setebal 50-100 cm diatas mana akan diletakkan lapisan

pondasi bawah dinamakan lapisan tanah dasar (subgrade). Lapisan tanah

dasar dapat berupa tanah asli yang dipadatkan jika tanah aslinya baik, tanah

yang didatangkan dari tempat lain dan dipadatkan atau tanah yang stabilisasi

dengan kapur atau bahan lainnya. Pemadatan yang baik diperoleh jika

dilakukan pada kadar air optimum dan diusahakan kadar air tersebut konstan

selama umur rencana. Hal ini dapat dicapai dengan perlengkapan drainase

yang memenuhi syarat.

2.3 Perencanaan Tebal Perkerasan

Langkah-langkah perencanaan tebal perkerasan lentur dengan metode

analisa komponen SKBI.2.3.26.1987 UDC:625.73(25) (Asiyanto, 2008)

adalah:

21

1. Tentukan nilai daya dukung tanah dasar dengan mempergunakan

pemeriksaan CBR.

2. Dengan memperhatikan nilai CBR yang diperoleh, keadaan lingkungan,

jenis dan kondisi tanah dasar disepanjang jalan, tentukan CBR segmen.

3. Tentukan nilai daya dukung tanah dasar (DDT) dari setiap nilai CBR

segmen yang diperoleh dengan menggunakan gambar. Gambar CBR

menggunakan skala logaritma, sedangkan grafik DDT mempergunakan

skala linier.

4. Tentukan umur rencana dari jalan yang hendak direncanakan. Umumnya

jalan baru mempergunakan umur rencana 20 tahun, dapat dengan

konstruksi bertahap atau tidak.

5. Tentukan faktor pertumbuhan lalu lintas selama masa pelaksanaan dan

selama umur rencana i %.

6. Tentukan faktor regional (FR). Faktor regional berguna untuk

memperhatikan kondisi jalan yang berbeda antara jalan yang satu dengan

jalan lain. Hal-hal yang dapat dimasukkan dalam nilai FR adalah :

Kondisi persimpang yang ramai

Keadaan medan jalan

Kondisi drainase yang ada

Pertombangan teknis dari perenci ketinggian seperti ketinggian

muka air tanah, perbedaan kecepatan akibat adanya hambatan

tertentu, dan lain-lain.

7. Tentukan Lintas Ekivalen Rencana (LER)

LET = ½ (LEP + LEA) (Asiyanto, 2008)

22

LER = LET x FP

Dimana :

LET = Lintas Ekivalen Tengah

LEP = Lintas Ekivalen Permukaan

LEA = Lintas Ekivalen Akhir

FP = Faktor Penyesuaian

FP = UR/10

UR = Umur Rencana

8. Tentukan indeks permukaan awal (IPo) dengan mampergunakan tabel 3.1

yang ditentukan sesuai dengan jenis lapisan permukaan yang

dipergunakan.

Tabel 2.2 indeks permukaan pada awal umur rencana (IPo) (25)

(Asiyanto, 2008)

Jenis lapisan permukaan Ipo Roughness*(mm/km)

Laston ≥ 4 ≤ 1000

3,9 – 3,5 >1000

Lasbutag 3,9 – 3,5 ≤ 2000

3,4 – 3,0 >2000

HRA 3,9 – 3,5 ≤2000

3,4 – 3,0 >2000

Burda 3,9 – 3,5 <2000

Burtu 3,4 – 3,0 <2000

Lapen 3,4 – 3,0 ≤3000

2,9 – 2,5 >3000

Latasbum 2,9 – 2,5

23

Buras 2,9 – 2,5

Latasir 2,9 – 2,5

Jalan tanah ≤2,4

Jalan kerikil ≤2,4

*alat pengukur roughhometer yang dipakai adalah NAASRA, yang

dipasang pada kendaraan standart datsun 1500 station wagon, dengan

kecepatan kendaraan ± 32 km/jam.

9. Tentukan indeks permukaan akhir (IPt) dari perkerasan rencana.

Tabel 2.3 Indeks permukaan pada akhir umur rencana (IPt) (25) (Asiyanto,

2008)

LER Jalan Lokal Jalan Kolektor Jalan Arteri Jalan Tol

< 10 1,0 – 1,5 1,5 1,5 – 2,0 -

10 – 100 1,5 1,5 – 2,0 2,0 -

100-1000 1,5 – 2,0 2,0 2,0 – 2,5 -

>1000 - 2,0 – 2,5 2,5 2,5

10. Tentukan indeks tebal perkerasan (ITP). Pada konstruksi bertahap, ITP

dapat ditentukan berdasarkan konsep umur sisa. Konstruksi tahap kedua

dilaksanakan jika dianggap umur sisa tahap awal tinggal 40%.

ITP1 yaitu ITP untuk tahap pertama diperoleh dari nomogram dengan

menggunakan LER = 1,6 LER1 dan ITP1+2 yaitu ITP untuk tahap pertama

ditambah tahap kedua, diperoleh dari nomogram dengan menggunakan

LER=2,5 LER2.

LER1 adalah LER selama tahap pertama.

LER2 adalah LER selama tahap kedua.

24

11. Tentukan jenis material yang digunakan. Pemilihan jenis lapisan

perkerasan ditentukan dari :

a. Material yang tersedia

b. Dana awal yang tersedia

c. Tenaga kerja dan peralatan yang tersedia

d. Fungsi jalan.

12. Tentukan koefisien kekuatan (a) dari setiap jenis lapisan perkerasan yang

dipilih.

13. Dengan mempergunakan rumus:

ITP = a1 D1 + a2 D2 + a3 D3 (Asiyanto, 2008)

Dapat diperoleh tebal masing-masing lapisan.

Dimana :

a1, a2, a3 adalah kekuatan relatif dari tabel 3.3 untuk lapisan permukaan

(a1), lapisan pondasi atas (a2), dan lapisan pondasi bawah (a3).

D1, D2, D3, adalah tebal lapisan masing-masing lapisan dalam cm

untuk lapisan permukaan (D1), lapisan pondasi atas (D2), dan lapisan

pondasi bawah (D3). Perkiraan besarnya ketebalan masing-masing jenis

lapisan perkerasan ini tergantung dari nilai minimum yang ditentukan

oleh Bina Marga. Tebal minimum dari masing-masing jenis lapisan

perkerasan dapat dilihat pada tabel 3.3.

14. Kontrol apakah tebal dari masing-masing lapisan perkerasan telah

memenuhi ITP yang bersangkutan.

25

26

Tabel 2.5 Tebal minimum lapisan permukaan (Asiyanto, 2008)

ITP Tebal minimum(cm) Bahan

<3,00 Lapisan pelindung, BURAS, BURTU/BURDA

3,00 – 6,70 5 LAPEN/aspal macadam, HRA, asbuton, LASTON

6,71 – 7,49 7,5 LAPEN/aspal macadam, HRA, asbuton, LASTON

7,50 – 9,99 7,5 Asbuton, LASTON

>10,00 10 LASTON

Tabel 2.6 Tebal minimum lapisan pondasi (Asiyanto, 2008)

ITP Tebal minimum (cm) Bahan

<3,00 15 Batu pecah, stabilita stabilitas tanah dengan semen,

stabilitas tanah dengan kapur.

3,00 – 7,59 20

10

Batu pecah, stabilitas tanah dengan semen,

stabilitas tanah dengan kapur.

LASTON ATAS

7,90 – 9,99 20

15

Batu pecah, stabilitas tanah dengan kapur, pondasi

macadam.

LASTON

10,0 – 12,24 20 Batu pecah, stabilitas tanah dengan semen,

stabilitas tanah dengan kapur, pondasi macandam,

LAPEN, LASTON atas.

ITP Tebal minimum (cm) Bahan

>12,15 25 Batu pecah, stabilitas tanah dengan semen,

stabilitas tanah dengan kapur, pondasi macadam,

LAPEN, LASTON atas.

27

2.4 Pemadatan Lapisan Tanah Dasar Jalan

2.4.1 Pengertian Pemadatan

Pemadatan adalah merapatkan partikel-partikel tanah dengan cara

mengurangi pori-pori udaranya untuk memperbaiki sifat-sifat teknis dari

masa tanah (Joseph E Bowles). Pemadatan adalah suatu proses untuk

mengeluarkan udara dari pori-pori tanah untuk memperkecil adanya ruang

kosong pada tanah (Silvia Sukirman, 1992). Pemadatan tanah adalah suatu

proses yang dilakukan terhadap tanah untuk meningkatkan volume tanah dan

meningkatkan kekuatan tanah atau daya dukung tanah (Braja M Das 1988).

Dari beberapa penjelasan di atas, dapat disimpulkan bahwa pemadatan tanah

dasar adalah suatu proses untuk mengurangi pori-pori pada tanah, untuk

memperbaiki sifat tanah dan untuk meningkatkan daya dukung tanah.

Hal ini dapat dicapai dengan cara memberikan eneri pada material

yang akan dipadatkan, baik secara mekanis maupu manual. Pemadatan

merupakan pekerjaan yang pada umumnya dipadatkan dengan menggunakan

alat-alat mekanis, sedangkan dilaboraturium dilakukan dengan cara memukul.

Menurut L.D Wesley 1977, tujuan pemadatan adalah :

1. Untuk memperbesar kekuatan dan daya dukung tanah

2. Memperkecil comperssility dari tanah tersebut

3. Memperkecil pengaruh air terhadap tanah.

Untuk memadatkan hasil yang lebih baik, maka perlu diketahui kadar air yang

dikandung oleh tanah itu sendiri, di mana kadar air sangat berpengaruh pada

pekerjaan pemadatan.

28

Tanah yang kaku atau keras, sangat sukar untuk dipadatkan, maka

untuk mempermudah pemadatannya adalah dengan cara menambah kadar air

sebagai bahan pelumas untuk mengisi ruang-ruang pada tanah tersebut. Tetapi

tanah yang kadar airnya rendah, dipadatkan dengan memberi energi yang

cukup besar, hasil tanah tersebut adalah semakin padat (baik). Jadi tanah yang

mempunyai angka pori yang kecil, biasanya mempunyai berat isi kering yang

lebih tinggi yang berarti derajat hasil pemadatanya tinggi.

Makin baik radasi tanah berpasir, maka makin tinggi berat isi kering

maksimumnya, dan bila makin buruk gradasi butirannya makin rendah berat

isi kering maksimumnya. Untuk tanah kohesif dan bahan lempung, berat isi

kering maksimumnya rendah dan memiliki kadar air optimum.

2.4.2 Pengujian Pemadatan/Pengukuran Pemadatan di Laboraturium

Pengujian pemadatan di laboraturium adalah percobaan untuk

mendapatkan data-data pemadatan di laboraturium. Untuk menentukan kadar

air optimium dan berat isi kering maksimum berdasarkan percobaan dapat

diperoleh dua macam percobaan (L.D Wesley, 1977), yaitu :

1. Percobaan Pemadatan Standart (Standart Compaction Test)

Di dalam percobaan pemadatan standart digunakan tanah yang

dirapatkan pada sebuah cetakan (mould) yang isinya 1/30 ft2 (942,2 cm

3).

Tanah yang sudah ditentukan dicampur dengan air yang kadar airnya

berbeda-beda dan dipadatkan dengan menggunakan alat penumbuk khusus

seberat 5,5 pound (2,45 kg) dengan tinggi jauh kira-kira 12 inc (30cm). Pada

cetakan yang sudah disediakan diisi tiga lapis tanah dengan tebal tiap lapisan

kira-kira 1 inc dan dipadatkan dengan alat penumbuk, setiap lapisannya

29

dipadatkan dengan jumlah pukulan 25 kali. Tanah segera dikeluarkan dari

cetakan dan sebagian diambil untuk diperiksa kadar airnya.

Pada percobaan pemadatan standart ini dilakukan sampai 6-8 kali

percobaan dengan kadar air yang berbeda-beda. Setelah selesai dilakukan

pemadatan selanjutnya dapat dilukiskan grafik antara kadar air dengan berat

isi kering.

2. Percobaan Pemadatan Dimodifikasi (Modified Compaction Test)

Percobaan ini biasanya dianggap lebih tepat dibanding dengan

percobaan Standart Compaction Test dalam hal percobaan laboratorium.

Cetakan yang dipakai sama pada alat percobaan standart, bedanya percobaan

ini memakai alat pemukul lebih besar yaitu 10 pound dengan tinggi jauh 18

inc. Dalam proses percobaananya pada cetakan diisi dengan 5 lapisan dan

setiap lapisannya dipadatkan dengan 25 kali pukulan.

Dari hasil percobaan, akan ditemukan garfik dan dapat dilihat garis

yang disebut garis derajat kejenuhan 100%. Garis kejenuhan ini adalah garis

yang menyatakan berat volume kering maksimum secara teoritis dapat

dicapai dengan kadar air tertentu, atau dengan kata lain pori-pori tanah sudah

tidak mengandung udara lagi apabila derajat jenuh dicapai 100%.

2.5 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pemadatan Tanah Dasar

Untuk memperoleh hasil pemadatan tanah dasar yang diinginkan,

maka terlebih dahulu diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan

dalam pelaksanaan dilapangan baik dari hasil survey, maupun data-data

percobaan laboraturium. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemadatan tanah

30

adalah kadar air yang dikandung tanah dasar, ukuran dan gradasi tanah dasar

serta energi yang dibutuhkan untuk pemadatan.

Dari hasil percobaan di lapangan dan di laboraturium, faktor-faktor

yang mempengaruhi pemadatan tanah adalah sebagai berikut(L.D Wesley,

1977) :

1. Jenis Tanah Yang Dipadatkan

Jenis tanah ditentukan oleh distribusi ukuran butir, bentuk, sfesifik berat

tanah dan jumlah mineral lempung yng dikandung oleh tanah. Jenis tanah

menentukan harga berat volume kering maksimum dan kadar air optimal dari

tanah tersebut. Kurva pemadatan tanah dari jenis tanah menyimpulkan ada

empat jenis tipe pemadatan tanah (Lee dan Sudkamp 1997). Adapun keempat

tife tanah tersebut adalah sebagai berikut :

a. Kurva pemadatan tipe a, tife kurva ini hanya memiliki satu puncak.

Kurva ini biasanya dijumpai pada jenis tanah yang mempunyai

batas cair (LL) 30%-70%.

b. Kurva pemadatan tife b, tife kurva ini memiliki hanya setengah

puncak. Tipe kurva ini biasanya dijumpai pada jenis tanah yang

mempunyai batas cair (LL) <30%.

c. Kurva pemadatan tipe c, tipe kurva ini memiliki puncak ganda. Tipe

kurva ini biasanya dijumpai pada jenis tanah yang mempunyai batas

cair (LL) <30%.

d. Kurva pemadatan tipe d, tipe kurva ini memiliki puncak tertentu.

Tipe kurva ini biasanya dijumpai pada jenis tanah yang mempunyai

batas cair (LL) >70%.

31

2. Hubungan Antara Kadar Air Dengan Karakteristik Tanah

Kadar air sangat mempengaruhi karekteristik tanah yang sudah

dipadatkan. Hal ini disebabkan oleh keadaan tanah dasar asli, serta keadaan

lingkungan, ketinggian muka air yang mengakibatkan kadar air

mempengaruhi karekteristik tanah pada jalan-jalan yang sudah selesai

dibangun. Kadar air tanah memiliki variasi di dalam tanah dan variasi ini

akan memberikan variasi juga terhadap karekteristik mekanis suatu tanah.

Hubungan berat kering dengan tingkat kadar air suatu tanah serta

variasi karekteristik tanah dibedakan menjadi 4 tingkatan (L.D Wesley,

1977), yaitu :

1. Tingkat I (kondisi semi beku)

Kondisi ini tercapai apabila kadar air yang terkandung didalam tanah

relatif rendah, dimana sebagian air terserap masuk kedalam butiran tanah.

Pada kondisi ini pemadatan dilakukan dengan cara menumbuk padat, dimana

cara ini akan menimbulkan perpindahan tempat kedudukan butiran-butiran

tanah yang mengakibatkan semakin rapatnya butiran-butiran tanah sampai

tercapai kepadatan maksimum.

2. Tingkat II (kondisi elastis)

Dengan bertambahnya kadar air sehingga selaput air yang melapisi

butiran-butiran tanah semakin menebal dan akhirnya butiran-butiran tanah

saling bersinggungan satu sama lain. Dalam kondisi elastis, besar pori-pori

diantara butiran-butiran suatu tanah masih berisi udara, dan apabila kadar air

ditambah, maka kekuatan gaya-gaya dari tegangan permukaan air akan

32

menurun, yang akan mengakibatkan daya dukung tanah tersebut akan

menurun.

3. Tingkat III (kondisi plastis)

Apabila kadar air tanah terus menerus mengalami peningkatan,

sehingga kadar air yang terdapat diantara butiran-butiran tanah berlebihan.

Pada kondisi ini tanah mulai mempunyai sifat-sifat plastis, sehingga

ketahanan terhadap keruntuhan dan daya dukung tanah terdapat penetrasi

semakin rendah.

4. Tingkat IV (kondisi semi cair lekat)

Pada kondisi ini tanah mempunyai rongga-rongga udara yang terdapat

pada butiran tanah, dan hampir jenuh berisi air akibat kadar air yang

bertambah. Daya kohesi antara butiran-butiran yang saling berdekatan

semakin menurun, maka tanah tersebut mulai bersifat cair lekat. Hal ini

biasanya terjadi pada tanah yang berbutir halus seperti lanau dan lempung.

3. Analisa Ukuran Gradasi Butiran Tanah

Gradasi adalah pemberian jumlah butiran masing-masing dari suatu

masa tanah, makin besar jumlah butir didalam tanah dengan ukuran yang

sama (misalnya mencapai 75%), maka tanah itu dinamakan bergradasi baik

dan merata. Bergradasi merata adalah apabila masing-masing jumlah

presentase tanah mengikuti ukuran tertentu, sedangkan tanah yang

mempunyai ukuran butiran tidak teratur disebut bergradasi buruk (poor

graded).

Suatu tanah yang mempunyai butiran-butiran berbentuk bundar dan

bergradasi merata, pada pelaksanaannya di lapangan tidak dapat mencapai

33

kepadatan yang optimal untuk pembuatan tanah dasar jalan raya, maka

tanah semacam ini kurang baik digunakan. Tanah yang baik digunakan

untuk lapisan tanah dasar jalan raya adalah tanah yang bergradasi baik

serta memiliki butiran-butiran yang bersegi-segi. Tanah yang mempunyai

butiran-butiran yang persegi mempunyai rongga udara diantara butiran-

butiranya dan rongga ini diisi oleh butiran yang lebih kecil lagi dan

seterusnya, sehingga benar-benar diperoleh masa tanah yang cukup padat,

dan jumlah udara dalam tanah yang sedikit.

Pada umumnya material yang digunakan diambil langsung dari

sumber-sumber alam (dengan tahap pemeriksaan), sehingga sepenuhnya

tercapai daya dukung dan kestabilan yang optimal. Untuk mengatasi

tercapainya kestabilan tanah dapat diperoleh dari gejala lain yang terdapat

pada material alam itu sendiri, seperti daya ikat antara butiran-butiran tanah

sebagian dari material didalam masa. Tanah liat (clay) merupakan bahan

yang mempunyai daya ikat yang tinggi karena sifatnya yang kohesif.

Mengingat tanah yang kohesif tidak akan kita jumpai disetiap lapangan

pekerjaan pembuatan tanah dasar jalan raya, maka perlu dilakukan

pemeriksaan dilaboraturium.

Jika usaha pemadatan volume tanah berubah, maka kurva pemadatan

akan berubah. Ada 4 buah kurva pemadatan tanah lempung berpasir.

Pemadatan tanah ini dilakukan dengan pemadatan standart dengan jumlah

tumbukan perlapisan berbeda-beda mulai dari 20 sampai 50 tumbukan.

34

Tabel 2.7 Contoh perhitungan energi pemadatan (L.D Wesley, 1977)

Nomor Kurva Jumlah Tumbukan Per Lapis Energi Pemadatan

(ft-lb / ft3)

1 20 9.900

2 25 12.375

3 30 14.850

4 50 24.750

2.6 Cara Pemadatan Tanah Dasar

Pemadatan lapisan tanah dasar merupakan usaha untuk mendapatkan

dan meningkatkan daya dukung tanah dasar untuk menahan beban yang ada

di atasnya. Pemadatan dapat mengurangi besarnya penurunan tanah yang

tidak diinginkan dan dapat meningkatkan ketahanan lereng timbunan jalan.

Pada pelaksanaan pemadatan tanah di lapangan umumnya dengan

menggunakan alat-alat mekanis, seperti mesin penggilas permukaan halus,

dan penggilas getar dan lain-lain.

Pemadatan tanah dapat diperoleh dengan cara memberikan energi

pada tanah yang akan dipadatkan dengan cara menekan, menumbuk dan

menggetar.

1. Cara Menekan

Pemadatan tanah yang dilaksanakan dengan cara menekan, sehingga

udara yang berapa pada butiran tanah secara perlahan-lahan akan keluar

melalui pori-pori butiran tanah dan sekaligus untuk mengeluarkan kelebuhan

air dalam tanah. Pemadatan tanah dengan cara menekan umumnya digunakan

mesin penggilas yang permukaannya licin, hingga tanah yang dipadatkan

35

mempunyai permukaan yang rata dan padat sekaligus meningkatkan tegangan

geser tanah.

Alat yang digunakan untuk pemadatan tanah dengan cara menekan

adalah antara lain :

a. Segment roller

b. Three wheel roller

c. Pneumatic roller.

2. Cara Menumbuk

Pemadatan tanah dilaboraturium biasanya dilakukan dengan cara

menumbuk padat, yaitu dengan menjatuhkan benda penumbuk dari suatu

ketinggian tertentu dengan menghasilkan energi. Energi yang ditimbulkan

benda padat akan diterima tanah dan menghasilkan reaksi pemadatan.

Pemadatan dengan cara menumbuk akan menghasilkan kekuatan yang

lebih tinggi. Untuk gaya pembebanan tertentu, cara menumbuk padat akan

menghasilkan gradasi yang baik, misalnya butiran batu akan pecah yang

berfungsi untuk memperbaiki gradasi tanah, sebaliknya gaya tumbuk yang

dihasilkan berlebihan akan menimbulkan kehancuran pada permukaan tanah

batu.

Alat mekanis yang digunakan untuk pemadatan tanah dengan cara

menumbuk padat antara lain :

a. Compactor hammer

b. Tamper.

36

3. Cara Menggetar

Pemadatan dengan cara menggetar adalah melakukan pemadatan

terhadap tanah dengan cara menggetar tanah dengan menggunakan alat berat.

Alat pemadat yang digunakan pada pekerjaan ini adalah vibrator ruller. Alat

pemadat ini akan menghasilkan tegangan (getaran yang besar) jika digunakan

selama pemadatan, sehingga pori-pori yang kosong diantara butir-butir tanah

akan terisi padat. Dengan cara ini butir-butir tanah akibat gaya berat dan

getaran-getaran yang dihasilkan akan bergerak menyesuaikan diri mencari

rongga-rongga yang kosong. Pemadatan dengan cara menggetar padat sangat

baik dan tepat untuk memadatkan tanah yang tidak mempunyai kohesi sperti

tanah yang berpasir.

Alat mekanis yang digunakan untuk pemadatan tanah dengan cara

menggetar antara lain :

a. Vibrator roller

b. Mesh gird roller